ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2008, том 422, № 3, с. 365-370
= ГЕОЛОГИЯ
УДК 551.24.031
ВРЕМЯ НАЧАЛА КОЛЛИЗИИ НА СРЕДНЕМ И СЕВЕРНОМ УРАЛЕ
© 2008 г. Г. А. Петров, Ю. Л. Ронкин, член-корреспондент РАН А. В. Маслов, И. А. Свяжина, А. В. Рыбалка, О. П. Лепихина
Поступило 14.04.2008 г.
Формирование орогенных систем происходит за счет процессов аккреции и/или коллизии; первые из них сопровождаются преимущественно структурными изменениями, вторые включают также становление разнообразных осадочных, магматических и метаморфических ассоциаций. Соподчиненность коллизионных событий и связанных с ними породных ассоциаций в орогенных системах достаточно сложна. Так, для Уральского складчатого пояса (УСП), общее строение которого как крупного компрессионного орогена во многом определяется позднепалеозойской коллизией [1 и др.], выделяются ассоциации межблоковой и межзональной, а также межсегментной коллизии [2]. Первые представлены метаморфическими сланцами, бластомилонитами и бластокатаклази-тами и сопровождаются небольшими массивами и дайками диоритов, гранодиоритов и сиенитов, тогда как вторые объединяют вулкано-интрузив-ные ареалы и многофазные массивы кислого и основного составов. Отражением гиперколлизионных процессов в УСП являются покровные структуры, полная складчатость, крупные массивы гранитоидов, а также Предуральский форлан-довый прогиб, выполненный молассовой формацией раннепермского возраста [1, 3 и др.]. Особенности тектонической архитектуры УСП, характеристика связанных с ним магматических, осадочных и метаморфических формаций рассмотрены в публикациях К.К. Золоева, Л.П. Зо-неншайна, К.С. и С.Н. Ивановых, М.А. Камалет-динова, В.М. Нечеухина, А.С. Перфильева, В.Н. Пучкова, С.В. Руженцева, А.И. Русина,
Институт геологии и геохимии им. АН. Заварицкого Уральского отделения Российской Академии наук, Екатеринбург
Уральская геологосъемочная экспедиция,
Екатеринбург
Институт геофизики
Уральского отделения Российской Академии наук, Екатеринбург
Баженовская геофизическая экспедиция, г. Заречный Свердловской обл.
Г.Н. Савельевой, С.Г. Самыгина и многих других авторов, однако время начала коллизионных процессов в разных сегментах УСП все еще дискуссионно. Вместе с тем вслед за [3], на наш взгляд, с достаточной степенью вероятности можно предполагать, что начало коллизии должно было привести к завершению известково-щелочного островодужно-го магматизма, формированию грубообломочных полимиктовых отложений молассового облика, а также, по всей видимости, высокобарическому метаморфизму на границах входящих в состав УСП террейнов. Результаты проведенных нами исследований позволили установить одновозрастность (~370 млн. лет назад) высокобарического метаморфизма в зоне Главного Уральского глубинного разлома (ГУР) и в пределах ряда восточноураль-ских террейнов, что можно рассматривать как время начала коллизии на Среднем и Северном Урале.
Наиболее аргументированные данные о начале позднепалеозойской коллизии до последнего времени имелись для южного и полярного сегментов УСП. Так, по мнению В.Н. Пучкова [4], начало аккреционно-коллизионных процессов (причлене-ние Магнитогорского островодужного террейна к окраине Восточно-Европейского палеоконти-нента) на Южном Урале пришлось на поздний девон. Примерно в это же время произошло выведение на уровень эрозии метаморфических пород максютовского эклогит-глаукофансланцевого комплекса, датируемое рядом методов (Sm-Nd, Rb-Sr, Ar-Ar) в диапазоне 372-387 млн. лет (в среднем 378 ± 3 млн. лет) [3, 5]. Позднее В.Н. Пучков [3, с. 102] пришел к выводу, что "ресурсы суб-дукционного процесса были исчерпаны в московском веке" и, следовательно, именно в это время замкнулся палеобассейн в Валериановской зоне и в развитии УСП произошел переход к жесткой коллизии. Смена субдукции коллизией маркируется, по представлениям В.Н. Пучкова [3], становлением на Южном Урале гранитоидов так называемой ахуновской группы (306.4 ±1.4 млн. лет) (следует заметить, что в Предуральском форландовом бассейне в это время накапливались не молассовые, а еще флишоидные образо-
вания, хотя и наметилась тенденция к усилению сноса кластики с востока). К.С. Иванов [5] считает, что начало коллизионного этапа на Южном Урале приходится на ранний фамен. С началом коллизии, по его представлениям, связано и формирование зилаирской флишевой формации (фа-мен-турне). По данным работы [6], процессам пермской гиперколлизии на Южном Урале предшествовали два не менее значимых этапа (лох-ков-прагиен и турне-среднее визе) столкновения зрелых островных дуг (силурийской и девонской) с краем восточного континента. Затухание процессов субдукции на Южном Урале пришлось, по мнению Р.Г. Язевой и В.В. Бочкарева [6], на фа-мен.
На Полярном Урале индикатором процесса субдукции, предшествовавшего началу коллизии, считается эклогит-глаукофансланцевый комплекс Марун-Кеу [7]. Возраст барруазитовых эк-логитов этого комплекса по гранату, клинопи-роксену и породе в целом (Бт-Ш-метод) составляет 366 ± 8.5 млн. лет, тогда как для кианитовых эклогитов он равен 339 ± 16 млн. лет [8]. ЯЪ-Бг-методом по разным минеральным фазам возраст эклогитов определен в 358 ± 4 млн. лет [9]. Грау-вакковый флиш, сходный с фаменско-турнейской зилаирской серией Южного Урала, формируется на Полярном Урале начиная с визейского века [7].
Марункеуский и максютовский высокобарические метаморфические комплексы приурочены к сутурной зоне ГУР, разделяющей комплексы окраины палеозойского Восточно-Европейского палеоконтинента и причлененных к ней с востока террейнов. Данные о времени проявления метаморфизма на границах восточноуральских террейнов ранее не привлекались для реконструкции коллизионных процессов. С учетом этого обстоятельства, а также значительного расстояния между районами, охарактеризованными предыдущими исследователями (около 2000 км), целью настоящей работы было получение геологических и изотопно-геохронологических данных о времени метаморфизма как отражении начала коллизии в средне- и североуральском сегментах УСП, равноудаленных как от южно-, так и полярноураль-ского. Основными объектами наших работ выступали метаморфические комплексы зоны ГУР (Салатимский глаукофан-сланцевый пояс) и Восточно-Уральской мегазоны (салдинский грану-лит-гнейсовый комплекс).
Салатимский пояс глаукофан-сланцевого метаморфизма протягивается на сотни километров в зоне ГУР на Северном и Приполярном Урале (рис. 1). Парагенезисы глаукофан-сланцевого метаморфизма (глаукофан-магнезиорибекитовые амфиболы, винчит, барруазит, стильпномелан, жадеит, лавсонит, гранат) развиваются в осадоч-
ных образованиях восточной окраины ВосточноЕвропейского кратона (саранхапнерская и хома-сьинская свиты ордовика), субокеанических базальтах основания Тагильской палеоостроводуж-ной системы (пальникшорская свита позднего ордовика), а также в блоках и пластинах разделяющего их меланжа. Для всего пояса характерна неравновесность, блоковость зерен амфибола; часто в пределах одного зерна составы варьируют от винчита до кроссита или магнезиорибекита [10], что, возможно, указывает на относительную кратковременность метаморфического события.
Выполненное нами датирование ряда минеральных фракций из метабазальтов и метамонцонитов Салатимского пояса Бт-Ш- и ЯЪ-Бг-методами позволило получить следующие результаты. Так, для магнетит-альбит-эпидот-амфиболовых метабазальтов, отобранных из керна скв. 2259, расположенной в 1.3 км западнее вершины горы Большой Салатим, выявлена Бт-Ш-изохронная зависимость (СКВО = 0.83) по эпидоту, магнетиту, амфиболу и породе в целом, определяющая время метаморфизма в 370 ± 35 млн. лет (табл. 1, рис. 2а). Анализ ЯЪ-8г-систематики для валового состава метаморфизованного биотит-амфибол-двуполе-вошпатового монцонита, отобранного из штока в правом борту долины р. Крив Варганский, левый приток р. Варган, и выделенных из него фракций апатит + сфен, биотит + амфибол и плагиоклаз определил эволюционную зависимость (СКВО = = 3.3) с возрастом 367 ± 15 млн. лет (табл. 1, рис. 26). Магматическая бурая роговая обманка в этих породах замещается сине-фиолетовыми амфиболами глаукофан-магнезиорибекитового ряда, плагиоклаз - соссюритовым агрегатом, калиевый полевой шпат - мусковитом. Величина первичного отношения 878г/®68г в метамонцонитах составляет 0.70415.
Салдинский метаморфический комплекс расположен на восточном склоне Среднего Урала, в западной части Восточно-Уральской мегазоны (см. рис. 1). В его состав входят гранатсодержа-щие плагиогнейсы, амфиболиты (в том числе гра-нат-клинопироксеновые), гранатовые клинопи-роксениты, двупироксеновые габбро-гранулиты. Возраст комплекса ранее считался архейским, поскольку в его составе присутствуют парагенезисы гранулитовой фации. Выполненный в рамках программы ЕВРОПРОБА анализ цирконов из метаморфических пород комплекса методом Ко-бера показал наличие только палеозойского возраста [11]. Мультипопуляции цирконов характеризуются рифейскими и вендскими датировками [12]; построение на их основе изохронной модели с нижним пересечением 591 ± 10 млн. лет дает возраст протолита 2195 ± 68 млн. лет. Поскольку интерпретация датировок, полученных по цирконам, часто неоднозначна вследствие устойчивости этого минерала в процессах метаморфизма и
60°
Рис. 1. Обзорная схема (А) и схема геологического строения Среднего и Северного Урала (Б). 1 - палеозойские отложения шельфа и внутриконтинентальных бассейнов Восточно-Европейского палеоконтинента; 2 - неопротерозойские образования Центрально-Уральской мегазоны; 3 - глубоководные отложения палеозойского континентального склона Восточно-Европейского палеоконтинента; 4 - палеозойские вулканогенные и интрузивные образования Тагильского палеоостроводужного террейна; 5 - салдинский метаморфический комплекс; 6 - метаморфические комплексы Восточно-Уральской мегазоны; 7 - палеозойские вулканогенные и осадочные комплексы Восточно-Уральской мегазоны; 8 - каменноугольно-пермские граниты; 9 - Салатимский глаукофан-сланцевый пояс; 10 - места отбора образцов для изотопно-геохронологических исследований (1, 2 - Салатимский пояс: 1 - магнетит-альбит-э
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.